DE3112953C2 - Grinding wheel - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Schleifkörper mit Schleifkorn, beispielsweise Korund, einem organischen Bindemittel, beispielsweise Phenolharz, oder einem anorganischen kaltbindenden Bindemittel, beispielsweise einem Phosphatbindemittel, und einem schleifaktiven Füllstoff, wobei zumindest ein Teil der Füllstoffpartikel aus Festkörpern mit laminarer Schichtstruktur, mit einem Trägergitter vorzugsweise aus Graphit und einer eingelagerten Gastkomponente bestehen.The invention relates to abrasive bodies with abrasive grain, for example corundum, an organic binder, for example phenolic resin, or an inorganic cold-binding binder, for example a phosphate binder, and an abrasive filler, at least some of the filler particles being made up of solids with a laminar layer structure, with a support grid, preferably made of graphite and a stored guest component.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schleifkörper, bestehend aus Schleifkorn, einem organischen oder kaltbindenden anorganischen Bindemittel und aus gegebenenfalls mit einem Überzug versehenen schleifaktiven -'■> Graphitfüllstoffkörnern in Verbindung mit Mctallsulflden oder -halogeniden (DE-OS 21 40 286).The invention relates to an abrasive body consisting of abrasive grain, an organic or cold-setting inorganic binder and optionally Coated abrasive graphite filler grains in connection with metal sulphides or halides (DE-OS 21 40 286).
Die Verwendung von Füllstoffen In Schleifkörpern ist bekannt. Dabei umfaßt der Begriff Füllstoffe in der Schleifmlttellndustrle praktisch folgende 3 Begriffe: i< >The Use Of Fillers In Abrasive Grits Is known. The term fillers in the abrasive media industry includes practically the following 3 terms: i < >
1. Füllstoff im klassischen bzw. üblichen Sinn zur Verfüllung von Kunststoffen.1. Filler in the classic or usual sense for filling of plastics.
Diese haben folgende Wirkungen:These have the following effects:
a) Harzersparnis *>a) Resin savings *>
b) Verfestigungswirkungen (Armierungswirkung) und damit eine Erhöhung der Festigkeit des Bindungssteges zwischen den Schleifkörnern.b) Reinforcement effects (reinforcement effect) and thus an increase in the strength of the binding web between the abrasive grains.
c) Herabsetzung der Festigkeit des Bindungssteges und damit Erzielung einer weicheren Bindung ·»" und eines milderen Schliffes. Diese Füllstoffe sind schleifinaktiv d. h., daß sich beim Schleifprozeß keine diesen Vorgang positiv beeinflussenden chemischen und physikalischen Reaktionen abspielen. -^c) Reduction of the strength of the binding web and thus achieving a softer bond · »" and a milder cut. These fillers are inactive d. i.e. that during the grinding process no chemical and physical reactions that positively influence this process play. - ^
2. Füllstoffe, die den Verarbeitungsprozeß, Insbesondere die thermische Aushärtung der Kunstharze beeinflussen, z. B. Magnesiumoxid, Calciumoxid.2. Fillers that support the manufacturing process, in particular the thermal curing of synthetic resins affect, e.g. B. magnesium oxide, calcium oxide.
3. »Schleifaktive Füllstoffe«. Diese bewirken beim .-„ Schleifprozeß chemische und physikalische Vorgänge, welche das Schleifverhalten positiv beeinflussen. 3. "Abrasive fillers". These cause the .- " Grinding process chemical and physical processes that positively influence the grinding behavior.
Die wichtigsten Füllstoffe In Schlelfschelbenmassen sind die schleifaktiven Füllstoffe. Ihre Wirkungen lassen ~'5 sich Im allgemeinen In folgende 3 Hauptgruppen unterteilen: The most important fillers In Schlelfschöhe masses are the grinding active fillers. Their effects can be divided ~ '5, In general, in the following three main groups:
1. Herabsetzung der Reibung zwischen Schleifkorn, Werkstück und Spänen, d. h. die Füllstoffe bzw. w) Ihre Folgeprodukte müssen als Hochtemperatur- und Hochdruckschmiermittel wirken.1. Reduction of the friction between abrasive grain, workpiece and chips, ie the fillers or w) their secondary products must act as high-temperature and high-pressure lubricants.
2. Schutzwirkungen durch Bilden von primären bzw. sekundären Oberflichenfllmcn auf Korn, Werkstück und Spänen. „-2. Protective effects through the formation of primary or secondary surface layers on the grain, workpiece and chips. "-
3. Kühleffekte Im Mikrobereich.3. Cooling effects in the micro range.
Als besonders schlelfaktlv haben sich beispielsweise Halogenide (z. B. Bleichlorid, Flußspat, Kryolith etc.).For example, Halides (e.g. lead chloride, fluorspar, cryolite, etc.).
Chalkogenide (z. B. Pyrit, Anllmonsulflde, Zinksulfid, Molybdänsulfid, Selenide, Telluride etc.), niedrigschmelzende Metalle (z. B. Blei, Zinn, niedrigschmelzende Mischmetalle), Hochdruckschmiermittel (z. B. Graphit) erwiesen.Chalcogenides (e.g. pyrite, ammonium sulphide, zinc sulphide, molybdenum sulphide, selenide, telluride etc.), low-melting Metals (e.g. lead, tin, mixed metals with a low melting point), high-pressure lubricants (e.g. graphite) proven.
In der Praxis sind allerdings zahlreiche Substanzen nicht oder nur unter besonderen Voraussetzungen einsetzbar, well sie teuer (Edelmetall-Halogenlde, Molybdänsulfid), toxisch (Arsen-, Selen-, Blei-Verbindungen), hygroskopisch bzw. leicht wasserlöslich (zahlreiche Chloride) sind bzw. mit dem ungehärteten Phenolharzsystem stark reagieren (hygroskopische Chloride) oder die Scheibenfestigkeit herabsetzen (z. B. Graphit, Schwefel).In practice, however, numerous substances cannot be used or can only be used under special conditions. because they are expensive (precious metal halide, molybdenum sulfide), toxic (arsenic, selenium, lead compounds), are hygroscopic or easily soluble in water (numerous chlorides) or with the uncured phenolic resin system react strongly (hygroscopic chlorides) or reduce the pane strength (e.g. graphite, Sulfur).
Einige dieser Materialien, beispielsweise Metallchloride, wie Eisenchlorid (FeCI1), Zinkchlorid, Zinnchlorid, Kaliumchlorid sowie elementarer Schwefel sind äußerst schleifaktiv und liegen außerdem hinsichtlich Toxlzität (hoher MAK-Wert) als auch in preislicher Hinsicht sehr günstig.Some of these materials, for example metal chlorides such as iron chloride (FeCl 1 ), zinc chloride, tin chloride, potassium chloride and elemental sulfur are extremely abrasive and are also very inexpensive in terms of toxicity (high MAK value) and in terms of price.
Aufgabe der Erfindung ist es einen Schleifkörper zu schaffen, bei dem der Füllstoff äußerst schlelfaktlv und zusätzlich als Hochdruck- und Hochtemperaturschmleimittel wirksam sein kann.The object of the invention is to create a grinding body in which the filler is extremely precise and also as high pressure and high temperature lubricants can be effective.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Metallsulfide oder -halogenide In das Trägergitter des Graphits eingelagert sind.This is achieved according to the invention in that the metal sulfides or halides in the support lattice of the Graphite are embedded.
Vorzugswelse als Einlagerungsverbindungen bezeichnet man Substanzen, bei denen in das Gitter eines Elementes oder einer Verbindung andere Atome, Ionen oder Moleküle als »Gastkomponente« eingelagert sind, wobei das Verhältnis der Atome des »Wirtsgitters« zu denen der Gastkomponente meist nicht stöchiometrisch ist. Beispiele dafür sind die metallischen Hydride, Carbide und Nitricie von Ti, V, Mo, W und anderen Übergangsmetallen. Solche Einlagerungsverbindungen mit Alkallmetallen sind zuerst be.lm Graphit gefunden worden. Charakteristisch für die polaren Graphitverbindungen Ist die stufenweise Einlagerung: der Reaktionspartner kann in jede basisparallele Schichtlücke des Graphitgitters eintreten (1. Stufe), er kann aber auch nur jede zweite, dritte, vierte usw. Lücke besetzen (2., 3., 4. usw. Stufe). Die regelmäßige Einlagerung erklärt sich aus dem lonogenen Charakter der Verbindungen, denn die positiv oder negativ geladenen Schichten werden bestrebt sein, sich mit möglichst gleichem Abstand über das Gitter zu verteilen. Diesen Verbindungen Ist gemeinsam, daß sie durch Wasser mehr oder weniger zersetzt werden und bei der thermischen Zersetzung oder bei Reduktion wieder in Graphit übergehen.Preferred catfish referred to as storage compounds one substances in which in the lattice of an element or a compound other atoms, ions or molecules are embedded as "guest components", whereby the ratio of the atoms of the "host lattice" to those of the guest component is usually not stoichiometric. Examples are the metallic hydrides, carbides and nitricities of Ti, V, Mo, W and other transition metals. Such intercalation compounds with alkali metals were first found in graphite. Is characteristic of the polar graphite compounds the gradual storage: the reaction partner can enter any base-parallel layer gap of the graphite lattice (1st level), but it can also only fill every second, third, fourth, etc. gap (2nd, 3rd, 4th, etc. level). The regular storage is explained by the ionogenic Character of the connections, because the positively or negatively charged layers will endeavor to to be distributed over the grid with the same distance as possible. What these connections have in common is that they are more or less decomposed by water and at thermal decomposition or, in the case of reduction, turn back into graphite.
Zu den Verbindungen mit polarem Charakter sind auch die Metallchlorld-Graphit-Einlagerungsverblndungen zu rechnen. Sie sind In größerer Zahl erst In den letzten 10 Jahren dargestellt worden.In addition to the compounds with a polar character, there are also Metallchlorld graphite intercalation compounds to be expected. They are only in large numbers in the last 10 years ago.
Vorzugswelse Ist vorgesehen, daß als Metallhalogenid eine Elsen-lI-Chlorldverblndung verwendet wird.Vorzugswelse is provided that as a metal halide an Elsen-III-Chlorld connection is used.
Ein Ausführungsbelsplel der Erfindung sieht vor, daß als Metallhalogenid eine Elsen-III-Chloridverbindung verwendet wird.One embodiment of the invention provides that an Elsen III chloride compound as the metal halide is used.
Es hat sich gezeigt, daß die Kombination von Graphit mit Füllstoffen, die bei relativ niedrigen Temperaturen (bis ca. 400°) Wasser abspalten (z. B. Calciumhydroxid), günstige Schleifeigenschaften der damit gefertigten Schleifkörper, Insbesondere kühles Schlellverhaltcn, ergibt.It has been shown that the combination of graphite with fillers that are at relatively low temperatures (up to approx. 400 °) split off water (e.g. calcium hydroxide), favorable grinding properties of the manufactured with it Abrasives, especially cool impact behavior, results.
Die Herstellung der Schleifkörper erfolgt In üblicher Welse. Beispielsweise werden das Schleifkorn und die Füllstoffpartikel mit einem flüssigen Phenolresol benetzt.The production of the grinding wheels takes place in the usual way Catfish. For example, the abrasive grain and the Filler particles wetted with a liquid phenolic resol.
Dann wird die pulverfOrmige Bindung, normalerweise eine Mischung aus einem pul verförm Igen Novolakharz und Füllstoffen, zugegeben, so daß Korn und Füllstoffpartikel ummantelt sind. Anschließend werden die Schleifkörper In Formen gepreßt und in Öfen bei ca. 18(PC ausgehärtet.Then the powdery bond, usually a mixture of a powdered novolak resin and fillers, added so that the grain and filler particles are coated. Then the Abrasives Pressed into molds and cured in ovens at around 18 (PC.
Selbstveiständlich sind auch andere Herstellungsverfahren, wie sie beispielsweise für heißgepreßte, kunstharzgebundene Schleifkörper üblich sind, anwendbar.Of course, other manufacturing processes are also possible, as they are for hot-pressed, synthetic resin-bonded ones, for example Abrasives are common, applicable.
AusfQhrungsbeispiel Rezeptur:Execution example recipe:
Halbedel korund 24 mesh Phenolresol NovolakharzSemi-precious corundum 24 mesh phenolic resol novolak resin
Füllstoffpartikel einer Graphit-Eisen-III-Chlorid-Einiagerungsverbindung Filler particles of a graphite iron III chloride intercalation compound
Gew.-% 70 Gew.-% 4 Gew.-% 8 Gew.-% 10% By weight 70% by weight 4 % by weight 8% by weight 10
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